機電一體化研究

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機電一體化研究范文第1篇

隨著煤礦資源開采難度的加深，機電一體化技術也被廣泛地運用到煤礦機械中去。但是，機電一體化技術作為煤礦機械設備的核心技術也并不是一成不變的。當前，許多擁有豐富煤礦資源的國家都在加強對機電一體化技術進行研究，以此來確保煤礦機械能夠朝著智能化、信息化、自動化的方向發展，減少煤礦工作中安全事故的發生，提高工作安全，提高工作人員的生命安全，并在此基礎上，有效地提高工作效率，使得煤礦的開采能夠提升到一個新的層次中去，實現經濟效益與安全生產雙贏的局面。因此，在今后的機電一體化技術改革創新中，機電一體化技術要提高其通信能力，要加強對危機預警軟件的開發研究，研究出新的安全監控系統，提高煤礦機器人工作的智能多樣化。

2煤礦機械與機電一體化技術

2.1安全監控技術

煤礦工作是在井下進行，由于井下環境惡劣，存在著許多的不安全因素，對工作人員的安全工作和生命安全帶來威脅。機電一體化技術能夠及時地對煤礦工作環境中的有毒氣體進行監控，并及時地預警給煤礦施工人員，有利于工作人員及時作出防范措施，從源頭上來避免有毒氣體的泄露給工作人員的生命安全帶來隱患。在煤礦機械中運用安全監督技術，能夠有效地提高安全監督系統的工作性能，及時地對設備故障進行排查，對設備故障的部位精準到位地運用數據顯示出來，并能夠自動化地對設備異常進行糾正，對設備故障發出警報，以此來避免因為設備故障耽誤了工作的順利進行，給工作人員的生命安全帶來威脅，造成企業巨大的經濟損失。

2.2節能損耗技術

煤礦工作進行中，因為煤礦機械設備的性能不高，操作難度比較大，常有資源能源浪費的現象出現。為了提高煤礦工作的工作效率，減少工作運行中能源損耗，就要加強對煤礦工作的管理，還應該要對其相應的設備進行技術革新。采煤機是傳統的煤礦工作運行中對資源能源耗費現象比較嚴重的機器設備之一，傳統的采煤機以液壓技術來對其工作的開展進行牽引，液壓技術具有不穩定性，導致牽引力不足，為了提供充足的牽引力，需要提供大量的能源消耗能量來進行補充，且對設備的損害大，導致能源損耗過大。現在采煤機運用電氣一體化技術進行牽引，因為電流具有穩定性，所以能夠提供平穩的牽引力，有效地降低設備在工作過程中的磨損程度，減少設備維修的次數，有效地實現了節能損耗，提高了煤礦工作的安全可靠性，提高了煤礦工作的工作效率，促進了企業經濟的快速發展。

2.3機械自動化技術

傳統的煤礦工作一般都是由人工來進行施工，機械只是起到輔助作用，導致人工的工作強度大，給工作安全和生命安全帶來了威脅，不利于提高煤礦工作的工作效率，給煤炭的產量和質量都帶來了一定的影響。機電一體化中的機械自動化技術運用到煤礦機械中去，能夠有效地實現施工管理以及施工機械化。機械自動化技術的運用，能夠使用機器代替人工進行施工，通過對機器人的控制，及時迅速地檢測出施工環境的有毒氣體，進而確定工作的安全方式。能夠有效地減少施工人員工作的強度，提高施工人員工作的安全可靠性，還能夠及時地將發現異常現象以圖文的方式反饋給管理系統，然后提交到施工管理部門處，通過對異常現象進行分析，技術做好防范措施，有利于提高工作質量，保證工作人員的生命安全。

3結語

機電一體化研究范文第2篇

[關鍵詞]煤炭行業；煤炭生產；機電一體化技術

中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0033-01

機電一體化技術是在傳統機械工程的基礎上，通過引進微電子技術的一種新型工業技術，它是融合了電子信息技術、計算機技術、機械工程理論和電氣工程技術等方面的一門新興綜合性學科。煤礦綜合自動化的基礎就是通過煤礦機電一體化技術實現的。這也是實現煤炭行業信息化發展的重要技術支點。通過將機電自動化技術投入到煤炭行業中，大大提升了我國煤炭行業的綜合實力和國際競爭力，為實現煤炭行業的產業升級和結構優化奠定了堅實的基礎。

一、機電一體化的內容

隨著機電一體化的深入應用，推動了我國的機電一體化向微型化、系統化、智能化、網絡化的方向發展，同時這也對傳統煤炭行業產生很大的沖擊。通過機電一體化技術的應用，大大改善了煤炭行業的工作情況和安全系數，同時在能源損耗和安全生產等方面也產生了較好的效果。為傳統的煤炭行業注入了新鮮血液的同時，也為我國的經濟轉型做出了不可磨滅的貢獻。

二、煤炭機電一體化技術研究的意義

（一）提高煤炭行業的工作效率

在傳統的半自動手工作業時期，煤炭企業的生產狀況存在嚴重的滯后性。由于生產的各個環節基本上主要通過人力作業進行生產工作，在設備過于簡陋的條件下，工人的勞動強度高同時勞動效率低下。機電一體化技術的發展和應用，使得大量的新型機械設備投入到煤炭的生產和運輸工作中，也徹底改變了煤礦的作業模式，將工人從繁重的勞動中解放出來，大幅度提升了煤礦企業的工作效率[1]。

（二）提高煤炭生產過程中的安全系數

煤礦工作的安全工作和運行，關系到企業的正常發展和職工的生命安全，同時還關系到職工的家庭幸福美滿，也影響著國家的煤炭工業的順利發展。而機電一體化技術在煤炭生產的應用，為煤炭生產的安全提供了重要的技術保障。

（三）增加煤炭行業的產出和收益

隨著機電一體化技術的應用，推動了煤炭產量的大幅度提升，也為企業帶來了顯著的經濟效益，同時也幫助員工增加了收入，改善了生活水平。由于煤炭企業經過一系列的發展，帶動了相關企業和服務業的發展，為社會提供了更多的就業崗位和機會，推動了社會和經濟的發展。

三、煤炭機電一體化技術研究的進展

（一）運輸機械的機電一體化

1.膠帶運輸機

目前情況下，我國的皮帶傳輸機設備大都是通過進口來實現的。主要的系統有美國道奇公司的CST系統以及交流變頻交流電帶電氣控制系統。這些傳輸系統都在效率、速度、開始和停止等方面做到了很好的平衡。CST系統作為一個通過機械齒輪進行減速的系統，擁有超過90%的傳輸效率；通過連續的檢測和控制，使得驅動器在動力性能和負載強度上具有較強的均衡性；通過對各個工作環節的監控，一旦發現設備運轉出現異常現象，計算機根據相關數據分析對設備發出停止工作的指令，并將故障原因及時總結歸納。CST技術是是煤礦機電一體化技術應用的基礎和核心所在，也表現出機電一體化技術的優越性和高效性。我國新研制的數字控制系統，能夠在傳輸速度、電樞電流以及磁場電流等方面，對膠帶運輸機進行監控工作。由于該系統在自我診斷和自我保護等方面都有較為完善的能力，所以在我國六安、平頂山等礦區都得到了較為普遍和正確的使用，贏得了使用單位的一致好評[2]。

2.礦井軌道運輸機械

近些年來，我國在礦用電機車技術的轉型上主要體現在以下幾個技術層面：通過電子計算機技術、微電子集成技術以及電力電子技術，運用計算機的系統控制建立強大的直流機車，這方面的技術已經在礦區得到了普及和推廣。在實際應用中，中國礦大研制的開關磁阻電機機車在大屯煤電（集團）有限責任公司的工業試用過程中表現良好。通過計算機或者PLC建成的另外一種礦山機動車，主要通過“信、集、閉”等方面的強化，同樣在我國的煤炭行業應用中也得到了不錯的反響。

（二）采掘機械的機電一體化

1.刮板運輸機

刮板運輸機是整個機電一體化研究進程最慢的部分和設備。在國內刮板運輸機的應用中，主要以進口的CST系統刮板運輸機為主，其他的絕大多數都是是對傳統運輸機進行改良后的結果。例如，國產的KJ63面部綜合監控系統，就是將檢測設備安放到刮板運輸機的軸承上面，實現對刮板運輸機的實時監控。但是由于刮板運輸機的工作環境過于惡劣，導致監控系統的傳感器安裝和維護工作出現不小的難度。

2.掘進機械

高速隧道機在機電一體化研究的進程中也是較為緩慢的，神華集團神東煤炭分公司大柳塔煤礦，通過引進久益環球（天津）裝備制造有限公司的連續采礦機，通過電子計算機系統的監控，能夠實現日常工作的具體情況監測和轉載機連動的具體功能。其挖掘速度基本上可以實現100m/天的速度。煤炭總院太原分院設計的PLC系統主要用于對捆進機的控制，但是其具有一個很重要的缺陷――不能對工作狀態進行監測工作[3]。

（三）供電設備的機電一體化

1.智能化開關系統

隨著高效采煤技術的發展以及井下供電量的增大，對隔爆型磁力起動器的安全和可靠性能提出了新的要求。在智能化開關系統方面，由于國內在相關技術方面擁有不錯的優勢，所以國內很多廠家也投入了大量的人力、物力和財力進行相關的產品開發。由中國礦業大會和兗礦集團共同開發和研制的礦用隔爆兼本質安全智能真空磁力起動器，就具有較高的工藝和技術水平。其主要采用當前較為流行的全數字化技術進行相關的控制工作，能夠實現控制、測量、保護、通訊、等功能。同時，通過屏幕和鍵盤，實現多種控制模式之間的相互切換，大大方便了開關操作的便捷性和適用性[4]。

2.井下電網智能監測系統

井下電網監控系統是通過計算機軟件對整個礦井電網進行系統的監控、顯示、記錄和存儲工作，同時對整個地下電網系統的運轉和絕緣情況、整體電網的運行參數，進行有效的監管工作。當井下電網出現故障的時候，監測系統會對相關的事故做出報警和故障意見，同時也可以通過和上級礦務局的電力系統進行聯網，推動煤炭電網管理的發展，保證企業在經濟、安全、可靠的前提下，提升企業的勞動生產率，幫助企業實現經濟效益的提升。

結束語

在煤炭自動化發展的過程中，機電一體化技術起到了不可忽視的作用，通過機電一體化技術的應用，能推動煤炭行業向高效化、安全化、現代化的轉型和變革，實現煤炭企業經濟效益提升的目標。

參考文獻：

[1]陳進勇.機電一體化技術的發展趨勢與分析[A].第十五屆中國科協年會論文集[C].2013.

[2]張義.機電一體化技術的應用分析[J].數字化用戶，2014，20（11）

機電一體化研究范文第3篇

關鍵詞：機電一體化；應用；發展趨勢

中圖分類號：TM文獻標識碼：A文章編號：1673-9671-(2012)042-0113-01

20世紀60年代以來，隨著計算機技術、電子技術以及微電子、信息技術的飛速發展，傳統的機械制造技術得到了迅速的發展，逐步形成了一門新的技術——機電一體化技術。機電一體化技術是將機械制造技術電子技術相結合，將兩者作為發展的主體，在多門學科之間形成相互滲透與結合，并逐步獲得完勝，形成一門新興的邊緣性學科。尤其是伴隨著光學技術、接口技術以及自動控制技術的發展，機電一體化技術得到了最大程度的

發展。

1機電一體化技術的應用

1.1機電一體化技術在機械制造行業中的應用

機械制造行業作為一種傳統的制造業，在產業發展的過程中發揮著基礎性的作用。而企業生產出的機械產品要想在市場競爭中獲得應有的競爭力，就必須采用機電一體化技術，實現機械產品的智能化、信息化、模塊化、網絡化和綠色化。在發展的過程中必須得到機電一體化技術的有效支撐。尤其是隨著生物科學技術、納米技術以及信息技術的進一步發展，使得機械制造行業開始走向精密化、綠色化和智能化的發展道路。機電一體化技術的核心部件是微處理器，該設備將數據通訊、微型計算機以及儀表等聯合控制起來，提高了機械制造產品的加工精度，提高了產品的質量，給產品可靠性的提高創造了條件。

例如，機電一體化技術在數控機床中的廣泛引用，使得數控機床經過三十多年的發展，其結構操控、功能以及控制精度等方面都有明顯的提高。例如：在總線布置方式、模塊化控制、結構的緊湊型設計等方面有明顯的提升。數控機床中，通過采用多個CPU、多條控制總線的開放性設計方式，使得硬件的體系結構以及各種功能性模塊更加具有層次性和相互兼容性，極大的提高了用戶的使用效益，提高了機床的智能化程度。同時，在加工過程中的動態仿真方面，由于可以通過引入在線診斷、模糊控制等多種智能控制策略，對機床的可操作性起到了極大的提升作用。機床中大容量的存儲器以及模塊化設計的軟件有效的豐富了數控功能和程序，能夠實現多過程、多程序的控制機制。同時，機床控制系統中的多級網絡可以實現系統加工復雜工件的能力。

1.2機電一體化技術在自動控制過程中的應用

自動控制技術在現代機械以及現代機械制造過程中隨處可見。在進行機械零部件的加工過程中，傳統的人工加工方法存在著工作效率低、合格率低、加工質量不高等問題。而在采用自動控制技術之后，零件加工過程中的零件裝夾、對刀以及走刀等多項操作都不需要工人來參與，工人只需要在控制面板輸入程序即可實現零部件的加工。在程序輸入的過程中，只需要根據加工工藝需要，利用程序來設置好對應的操作流程即可實現對數控機床設備的控制，使之能夠自動完成零件的加工過程。而對于加工過程中需要的對各種數據的監控，利用信息反饋技術就能夠實現對加工過程中產生的各種數據的實時監控，使得工人不需要測量就能夠獲得加工中零件的加工狀態。同時，在零部件的加工過程中，由于整個加工過程實現了自動化的操作，產品從開始加工直到成型等，不需要任何的人員參與進來，只需要在開始進行對應的設置即可實現控制。這種機電控制技術有效的避免了人為因素的干擾，杜絕了由于人為因素而導致的加工不準確性，大大的提高了產品加工的效率和質量，有效的控制了人力資源的成本。

1.3機電一體化技術在傳感檢測技術中的應用

在進行產品的加工過程中，經常需要對產品的尺寸規格進行檢測，尤其是在進行高精密的機械零部件加工時，對產品的檢測是一個不可或缺的過程。在傳統的零部件檢測過程中，一般都是采用人工的方式進行測量，這種方式不但費力，同時還會由于檢測質量不高而導致檢測方法的推廣問題。尤其是當前大規模生產的問題，導致生產速度跟不上對應的要求和規模。而隨著機電一體化技術的不斷發展，其在傳感技術中得到了迅速的發展，其在產品的檢測過程中得到了廣泛的應用。

所謂的傳感技術，就是利用紅外線進行產品，將產品內部的缺陷以及外部的尺寸問題進行檢測，其檢測的范圍、速度和質量都得到了迅速的 提高。尤其是隨著現代生產流程的自動控制和自動調節，傳感技術是實現自動控制與自動調節的根本。在一定程度上來講，傳感器的檢測功能越強，其檢測速度也就越快。尤其是一些在生產過程中需要進行淬火等熱處理加工的機械制造中，由于加工環境較為惡劣，因此其對傳感器檢測工作提出了更高的要求，這給精確、快速的獲取產品信息，把好質量關提供了一個較好的保障。

2機電一體化技術的發展趨勢

2.1微型化

隨著機電技術的不斷發展，機電一體化技術朝著微型化方面的發展顯得更加的明顯。尤其是隨著精密加工技術的發展以及精密加工的基本要求，通過機電技術來發展微、精加工成為了一個有效的手段。自從美國斯坦福大學1986年研制成功了第一個醫用微型探針，美國加州大學1988年研制出了第一臺微型電機，國內外在微電子、工藝及微觀理論等方面的研究和發展得到了快速的發展，開發出了各種微型電子器件和微型控制系統。例如，各種類型的微型傳感器（壓電、微加速以及微觸覺傳感器等），諸如微型齒輪、微型機器人等各種微型構件、系統等。

2.2人性化

未來的機電產品和設備更加的注重人機工程學，要求其能夠與人建立起良好的操控兼容性。這是由機電設備產品額的最終服務目的所決定的——起最終都是給人提供服務。這時，人們就會考慮到如何給機電設備產品賦予諸如職能、情感，甚至是“人性”等。同時，還會對造型、色彩等各個方面進行協調，使得人們在使用這些產品的過程中不僅能夠實現自己的目的，同時還將帶來藝術般的享受，最終實現人機一體化。

2.3光機電一體化

隨著光學技術的不但發展，其已經滲透到了各個學科和專業領域當中，成為了一個專業的學科，并逐步的發展成為了一個產業。從當前光學技術的發展現狀來看，光機電一體化技術的應用熱點主要在這樣幾個方面：其一，利用激光的高單色性，對零件和產品進行高精密的測量，極大的提高了零件的檢測精度和量程；其二，利用激光的高方向性，實現遠距離指令的傳輸，達到遠距離的激光通信、激光測距、激光導航以及遙控等；其三，利用激光的高亮度性和能量密度高的特點，將之用來對各種材料和產品進行高精度的加工；其四，利用激光的相干性，其在全息攝像、激光印刷和光學計算機的研制等方面得到廣泛的應用。同時，還可以利用激光的準直來實現對機械零部件的垂直度進行檢測、遠距離測距、光纖探測器的研制等。

伴隨著機電一體化技術的不斷發展，各種不同的產品逐步的實現了機電一體化，在提高產品質量的同時也提高了產品的生產質量，加快了科技成果向產品的轉化效率。同時，機電一體化技術也逐步的向著控制系統模塊化、綠色化等方向發展，正改變著整個制造業的發展。

參考文獻

[1]陳菊華.淺析機電一體化技術及其應用[J].中國科技信息,2008,13:132-133.

機電一體化研究范文第4篇

關鍵詞：石油機械設備 機電一體化 概念 應用

一、前言

近年來，我國的石油工業依然保持著旺盛的發展勢頭，不斷為國家經濟的發展注入活力，伴隨著科技的發展和進步，石油機械在技術水平和制造工藝上卻沒有將最新創新和發展成果應用于生產實踐中以適應石油工業的發展要求。目前看來，機電一體化是我國石油機械制造的重要發展方向，電子技術的引入使得機械的性能得以在軟件和硬件兩方面獲得極大地提升，從而將傳統的機械轉變為智能機械。使石油作業可以更為高效、可靠、靈活，并且具備較高的精度及較為簡化的結構。

二、機電一體化的概念及特征

機電一體化技術是目前機械制造行業的新技術類型，它是將微電子、電工電子、機械、信息、接口、信號變換及傳感器技術進行有機結合的一門綜合技術，可以說，目前的現代自動化生產設備大部分屬于機電一體化設備[1]。進一步來講，它是把電子器件的控制及信息處理功能融合或附加于機械裝置之上，使得機械不再完全依靠人工進行操作，轉而擁有了一定的“智能”。

機電一體化技術大致包括如下幾種技術類型：

首先是機械技術。基于機電一體化的機械技術往往通過一些科技手段來滿足結構、性能及材料上的進一步需求，以便機械向著重量更輕、體積更小、精度更高、剛度更強以及性能更優良的方向轉變。一般來說，機械技術往往借助電腦技術的輔助，因為常常需要采用專家系統或人工智能技術的配合。

其次是電腦技術。機電一體化技術離不開電腦技術的重要作用。電腦技術也可以叫做計算機的信息處理技術。主要包括信息的存取、交換、判斷、運算及決策，也包括人工智能、專家系統以及神經網絡等技術類型。

第三是系統技術。系統技術涉及到整體概念，是將整體概念應用在相應技術上的過程，因為它從系統目標和全局角度出發，把總體進行分解，使其變成互相聯系的一些功能單元。一般來說，接口技術是其中比較重要的方面，能夠幫助總體系統的各部之間形成有機連接。

第四是自動技術。自動技術包括范圍是比較廣泛的，控制理論是自動技術的基礎，在此之上可以設計出相應的系統，并通過現場的調試等進行不斷的完善，最終滿足機械制造的目標和要求。控制技術主要包括一些高精度的定位、自適應及速度控制，也包括自診斷校正、再現、補償及檢索等方面的技術。

第五是傳感技術。傳感技術與系統息息相關，對于系統來說，它相當于人的眼睛、鼻子、耳朵等感受器官，是能夠幫助系統完成自動調節及自動控制的關鍵技術。通常意義上，傳感技術的功能越強也就意味著系統自動化程度越高。目前，包括石油工業在內的很多工業都受到傳感器功能強度的制約。傳感器需要經受得住環境的嚴酷考驗并能夠精確、快速地獲得信息，從而保障機電一體化維持在較高的水平。

第六是伺服技術。伺服技術主要是為了完成電信號向機械動作的轉變，它包括液壓、氣動、電動等不同類型的部件和傳動裝置，會影響到系統的控制質量、動態性能與功能。這幾種技術都是機電一體化技術中必不可少的重要組成部分，對于機械的機電一體化水平具有十分重要的影響。對于石油工業來說，應用智能化的機電一體化技術對于提升石油工業的發展水平具有十分重要的意義。

三、機電一體化技術在石油機械制造中的應用

石油行業具有較高危險性、較大工作量以及較低勞動效率，并且還要消耗掉大量能源，十分有必要采用機電一體化技術進行作業，以便改善以上的弱點。因為石油采集等涉及到的機械類型比較多，無論是陸地采集還是海上采集，地面設備還是地下設備都需要極高的精度和良好的設備性能。此外，石油采集等過程中還涉及到精密的儀器和大型的設備，有的設備是固定的，有的設備是車裝或是船載的，這些設備都是單純憑借人力難以使其高效、協調運轉的。故而，機電一體化技術的出現對于石油機械設備制造業來說是一個良好的發展契機，應積極對原有的機械設備進行改造，從而提升整個行業的工業水平，在這個過程中應注意以下幾點原則：

強化認識原則。機電一體化技術屬于近年來興起的一種高科技智能技術，它的優勢雖然很明顯，但是有很多從事了多年石油采集工作的員工對此并不一定有較為清晰的認識。而且有一部分員工可能也不樂于接受新鮮事物，所以要加強對機電一體化技術的宣傳和學習，需要員工能夠適應新的技術手段所帶來的新的工作方式。

進行實地調研。實地調研是為了對整個行業的薄弱點與優勢進行充分的了解。這樣才能夠有針對性地對產品進行設計、引入和推廣。經過野外的實地調研以后，獲得一份較為準確的調研報告，確定對機電一體化技術最需要的作業環節和內容，從而有針對性地進行引進。

做好規劃。設備的更新需要相對長期的變更過程，比如儀表、電子及機械等多個部門之間需要協調發展才能最終實現全面性的機械設備升級，但這必然不是短期內能夠實現的目標[2]。所以需要制定一個科學的規劃，針對野外調查報告中的結論以及公司發展的實際情況等進行綜合性考慮，可以先從一些普及率比較高、成本比較低、并且相對簡單的產品入手，采用分階段和分步驟的方式逐漸更換及改造目前的設備。

實用性原則。機電一體化技術雖然具有極大的優勢，但也不能盲目地推廣，在對機電一體化石油機械設備的引進中務必要注意實用性原則。可以采取試點的方式進行試驗，如果效果良好的話再進行進一步的推廣。比如說先從石油化工設備入手，或是從隨鉆測試、計算機操作、泵站臺、轉油站以及對成套的車裝設備進行控制等都是比較不錯的切入方式。一旦切入以后要進行充分的觀察和研究，分析該設備在實際運轉中的不足及優勢，在此基礎上再進行相關的推廣工作。

四、結語

近年來，我國的石油機械設備的發展一直比較緩慢，這是由多種復雜原因共同造成的。但是毋庸置疑，能夠提升生產力和勞動效率的新技術必然是任何行業發展的未來方向，亦即機電一體化技術及設備在石油機械行業中必將得到越來越廣泛的應用。對此，我國的石油機械制造業應積極抓住這一發展契機走上飛速發展的軌道。

參考文獻

[1]毛加佳.探究石油機械機電一體化[J].科學導報，2013，（9）：264.

機電一體化研究范文第5篇

關鍵詞：機電一體化；技術；現狀；制造技術；發展趨勢

中圖分類號：TH-39　文獻標識碼：A　文章編號：1672-3198(2009)04-0286-01

1　機電一體化概要

“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外。還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2　機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合。這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀70～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受。大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果難；但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

3　機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下。

3.1　智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學，心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法。模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2　模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3.3　網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人民日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此。機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。3，4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統，泛指幾何尺寸不超過1cms的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5　綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富-生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

3.6　系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理；表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS486、Dcs人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人。如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。